調節閥常見故障及處理方法研究

2013-09-06 張佳璐 中國石油西南管道蘭成渝輸油分公司

  調節閥在油氣集輸系統中得到廣泛使用,但由于受使用強度和工作環境等因素影響,調節閥在使用過程中常會出現故障。為保證生產的順利進行,筆者結合自己多年的現場工作經驗介紹了調節閥常見故障的處理方法,供油氣集輸系統的工程技術人員學習、參考。

  在工業自動化儀表中,調節閥算是笨重的了,加之結構簡單,往往不被人們重視。但是,它在工藝管道上,工作條件復雜,一旦出現問題,大家又忙手忙腳。因其笨重,問題難找準,常常費力不討好,還涉及系統投運、系統完全、調節品質、環境污染等。下面介紹幾種調節閥常見故障的處理方法,絕大多數來自作者的工作實踐,可供調節閥出現故障分析、處理時參考,這對現場維修人員、技術人員有一定的幫助的。

1、提高壽命的方法

  1.1、大開度工作延長壽命法

  讓調節閥一開始就盡量在最大開度上工作,如90%。這樣,汽蝕、沖蝕等破壞發生在閥芯頭部上。隨著閥芯變壞,流量增加,相應閥再關一點,這樣不斷破壞,逐步關閉,使整個閥芯全部利用,直到閥芯根部及密封面破壞,不能使用為止。同時,大開度工作節流間隙大,沖蝕減弱,這比一開始就讓閥再中間開度和小開度上工作提高壽命1~5倍以上。

  1.2、減小S增大工作開度提高壽命法

  減小S,即增大系統除調節閥外的損失,使分配到閥上的壓降降低,為保證流量通過調節閥,必然增大調節閥開度。同時,閥上壓降減小,使汽蝕、沖蝕也減弱。具體辦法由:閥后設孔板節流消耗壓降;關閉管路上串聯的手動閥至調節閥獲得較理想的工作開度為止。

  1.3、縮小口徑增大工作開度提高壽命

  通過把閥的口徑減小來增大工作開度,具體辦法有:換一臺小一檔口徑的閥,如DN32換成DN25;閥體不變更,更換小閥座直徑的閥芯閥座。

  1.4、轉移破壞位置提高壽命法

  把破壞嚴重的地方轉移到次要位置,以保護閥芯閥座的密封面和節流面。

  1.5、增長節流通道提高壽命法

  增長節流通道最簡單的就是加厚閥座,使閥座孔增長,形成更長的節流通道。一方面可使流閉型節流后的突然擴大延后,起轉移破壞位置,使之遠離密封面的作用;另一方面,又增加了節流阻力,減小了壓力的恢復程度,使汽蝕減弱。有的把閥座孔內設計成臺階式、波浪式,就是為了增加阻力,消弱汽蝕。這種方法在引進裝置中的高壓閥和將老的閥加以改進時經常使用,也十分有效。

  1.6、改變流向提高壽命

  流開型向著開方向流,汽蝕、沖蝕主要作用在密封面上,使閥芯根部和閥芯閥座密封面很快遭到破壞;流閉型向著閉方向流,汽蝕、沖蝕作用在節流之后,閥座密封面以下,保護了密封面和閥芯根部,延長了壽命。故作流開型使用的閥,當延長壽命的問題較為突出時,只需改變流向即可延長壽命1~2倍。

  1.7、改變特殊材料提高壽命法

  為抗汽蝕和沖蝕,可改用耐汽蝕和沖刷的特殊材料來制造節流件。這種特殊材料有6YC-1、A4鋼硬質合金等。為抗腐蝕,可改用耐腐蝕,并有一定機械性能、物理性能的材料。這種材料分為非金屬材料和金屬材料兩類。

  1.8、改變閥結構提高壽命法

  采用改變閥結構或選用具有更長壽命的閥的辦法來達到提高壽命的目的,如選用多級式閥。反汽蝕閥、耐腐蝕閥等。

2、調節閥經常卡住或堵塞的防堵(卡)方法

  2.1、清洗法

  管路中的焊渣、鐵銹、渣子等在節流口、下閥蓋平衡孔內造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面產生拉傷或劃痕、密封面上產生壓痕等。這經常發生于新投運系統和大修后投運初期。這是最常見的故障。遇此情況,必須卸開進行清洗,除掉渣物,如密封面收到損傷還應研磨;同時將底塞打開,以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋內的渣物,并對管路進行清洗。投運前,讓調節閥全開,介質流動一段時間后再納入正常運行。

  2.2、外接沖刷法

  對一些易沉淀、含有固體顆粒的介質采用普通閥調節時,經常在節流口、導向處堵塞,可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。當閥產生堵塞或卡住時,打開外接的氣體或蒸汽閥門,即可在不懂調節閥的情況下完成沖洗工作,使閥正常運行。

  2.3、安裝管道過濾器法

  對小口徑的調節閥,尤其是超小流量調節閥,其節流間隙特小,介質中不能有一點點渣物。遇此情況堵塞,最好在閥前管道上安裝一個過濾器,以保證介質順利通過。帶定位器使用的調節閥,定位器工作不正常,其氣路節流口堵塞是最常見的故障。因此,帶定位器工作時,必須處理好氣源,通常采用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥。

  2.4、增大節流間隙法

  如介質中的固體顆粒或管道中被沖刷掉的焊渣和銹物等因過不了節流口造成堵塞、卡住等故障,可以用節流間隙大的節流件—節流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒,因其節流面積集中而不是圓周分布的,故障就能很容易地被排除,如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”行口的閥芯,或改成套筒閥等。

  2.5、介質沖刷法

  利用介質自身的沖刷能量,沖刷和帶走易沉淀、易堵塞的東西,從而提高閥的防堵功能。常見的方法有:¹改作流閉型使用;º采用流線型閥體;»將節流口置于沖刷最厲害處,采用此法要注意提高節流件材料的耐沖刷能力。

  2.6、直通改為角形法

  直通為倒S流動,流路復雜,上、下容腔死區多,為介質的沉淀提供了地方。角形連接,介質猶如流過90℃彎頭,沖刷性能好,死區小,易設計成流線型。因此,使用直通的調節閥產生輕微堵塞時可改成角形閥使用。

3、調節閥外泄的解決方法

  3.1、增加密封油脂法

  對未使用密封油脂的閥,可考慮增加密封油脂來提高閥桿密封性能。

  3.2、增加填料法

  為提高填料對閥桿的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式,單純增加數量如將3片增到5片,效果并不理想。

  3.3、更換石墨填料法

  大量使用的聚四氟乙烯填料,因其工作溫度在-20℃~+200℃范圍內,當溫度在上、下限,變化較大時,其密封性便明顯下降,老化快,壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而有的工廠全部將四氟填料改為石墨填料,但使用使用石墨填料的回差打,初時有的還產生爬行現象,對此必須有所考慮。

  3.4、改變流向,置P2在閥桿端法

  當△P較大,P1也較大時,密封P1顯然比密封P2困難。因此,可采取改變流向的方法,將P1在閥桿端改為P2在閥桿端,這對壓力高、壓差打的閥是有效的。

  3.5、采用透鏡墊密封法

  對于上、下蓋得密封,閥座與上、下閥體的密封。若為平面密封,在高溫高壓下,密封性差,引起外泄,可以改用透鏡墊密封,能得到滿意的效果。

  3.6、更換密封墊片

  至今大部分密封墊片仍采用石棉板,在高溫下,密封性能較差,壽命也短,引起外泄。遇到這種情況,可改用纏繞墊片,“O”形環等,現已被廣泛采用。

4、結束語

  調節閥在使用過程中常會出現故障,調節閥維修是工程技術人員必不可少的工作。調節閥的維修是一個專業性很強的技術性工作,做好調節閥的維修工作,要求工程技術人員不但要掌握理論上的知識,而且要結合本單位調節閥的實際使用情況來綜合分析和維護,提高維修速度和水平,保證油氣集輸系統的穩定、長期、安全運行。